C语言实现基于NTRU格的代理重加密代码
时间: 2023-10-12 13:04:38 浏览: 228
基于NTRU的多密钥同态代理重加密方案及其应用.docx
基于NTRU格的代理重加密涉及到复杂的算法和数学知识,实现起来比较困难。不过,以下是一些步骤和参考代码,供您参考:
1. 首先,您需要了解NTRU格密码学的基本原理和相关算法。
2. 在C语言中,您可以使用GMP(GNU多精度算术库)来处理大整数的运算,因为NTRU中的计算涉及到大整数的加、减、乘和除等运算。
3. 实现代理重加密的过程需要生成一些随机数,并且需要使用到哈希函数。您可以选择SHA-256哈希函数,因为它是安全可靠的。
4. 接下来,您需要实现NTRU格密码学中的一些算法,包括密钥生成、加密和解密等过程。以下是一些参考代码,供您参考:
密钥生成:
```
#include <gmp.h>
#include "ntru.h"
void keygen(mpz_t N, mpz_t p, mpz_t q, mpz_t d, mpz_t h, mpz_t f, mpz_t g)
{
// 生成NTRU格的参数
mpz_t t, tq, tp, phi, tmp, inv;
mpz_inits(t, tq, tp, phi, tmp, inv, NULL);
mpz_set_ui(t, NTRU_t);
mpz_pow_ui(t, t, NTRU_n);
mpz_set_ui(tq, NTRU_t);
mpz_mul(tq, tq, q);
mpz_set_ui(tp, NTRU_t);
mpz_mul(tp, tp, p);
mpz_set_ui(phi, NTRU_p - 1);
mpz_mul(phi, phi, NTRU_q - 1);
// 生成私钥d
do {
mpz_urandomm(d, NTRU_RNG, tq);
mpz_gcd(tmp, d, tq);
} while (mpz_cmp_ui(tmp, 1) != 0);
// 生成公钥h
mpz_invert(inv, d, tq);
ntru_poly_rand(h, t, NTRU_RNG);
ntru_poly_mul(tmp, h, inv, tq);
ntru_poly_mod(h, tmp, tq);
// 生成f和g
ntru_poly_rand(f, t, NTRU_RNG);
ntru_poly_rand(g, t, NTRU_RNG);
mpz_clears(t, tq, tp, phi, tmp, inv, NULL);
}
```
加密:
```
#include <gmp.h>
#include "ntru.h"
void encrypt(mpz_t c, mpz_t m, mpz_t h, mpz_t f, mpz_t g)
{
// 生成随机多项式r
ntru_poly_t r;
ntru_poly_init(r, NTRU_n);
ntru_poly_rand(r, NTRU_t, NTRU_RNG);
// 计算u = m + 2r
ntru_poly_t u;
ntru_poly_init(u, NTRU_n);
ntru_poly_mul(u, r, g, NTRU_t);
ntru_poly_add(u, u, m);
// 计算v = r*h + f
ntru_poly_t v;
ntru_poly_init(v, NTRU_n);
ntru_poly_mul(v, r, h, NTRU_t);
ntru_poly_add(v, v, f);
// 计算c = (u, v)
mpz_t tmp;
mpz_init(tmp);
ntru_poly_to_mpz(tmp, u);
mpz_mul_2exp(tmp, tmp, NTRU_n);
ntru_poly_to_mpz(c, v);
mpz_add(tmp, tmp, c);
mpz_set(c, tmp);
ntru_poly_clear(r);
ntru_poly_clear(u);
ntru_poly_clear(v);
mpz_clear(tmp);
}
```
解密:
```
#include <gmp.h>
#include "ntru.h"
void decrypt(mpz_t m, mpz_t c, mpz_t d, mpz_t p, mpz_t q)
{
// 计算u = c mod p
mpz_t u;
mpz_init(u);
mpz_mod(u, c, p);
// 计算v = c mod q
mpz_t v;
mpz_init(v);
mpz_mod(v, c, q);
// 计算x = u - d*v mod p
mpz_t x;
mpz_init(x);
mpz_mul(x, d, v);
mpz_sub(x, u, x);
mpz_mod(x, x, p);
// 计算m = x mod 2
mpz_mod_ui(m, x, 2);
mpz_clear(u);
mpz_clear(v);
mpz_clear(x);
}
```
以上代码只是一个简单的参考,实际上,NTRU格的代理重加密涉及到很多细节和复杂算法,需要仔细研究和实现才能得到正确的结果。
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